活性炭硅胶吸附法油气回收技术及其应用.pdf

CHEM I CAL E NGI NEEI UNG DES I GN 活性炭硅胶吸附法油气 回收技术及其应用 陈龙 重庆耐德赛思环保工程设备有限公司重庆4 0 1 1 2 1 冯新利重庆化工设计研究院重庆4 0 0 0 3 9 摘 要 油库在运行过程中，其油气排放过程主要发生在发油阶段。基于此对油库发油阶段实施油气回 收 。吸附法油气 回收技术 ，采用吸附剂活性炭加硅胶进行填充 ，降低吸 附床层 的吸附热 ，提高安全 性 ，延长活 性炭的寿命。 关键词 油气回收活性炭硅胶油库应用 汽油是多种碳氢化合物 的混合物 ，其 中的轻 组分具有很强 的挥发性 。在汽油储 运 、销售 过程 中，不可避免地会有一部 分轻组分 挥发 ，排 人大 气 ，造成油品的损耗 和大气 的污染 ，具有较 大 的 危害性 。大量高浓度 的油气漂浮 ，聚集 在空气 中，带来 了严重 的安全隐患 、环境污染 、能源浪 费以及经济损失等 问题 ，因此很有 必要 对油气进 行 回收。 油库在 运行过程 中，油气排放过程 主要发 生 在发油阶段 。发油是将油库大罐 内的油 品通过 发 油鹤管发 到汽 车槽 车或者火车槽 车 中。随着槽 车 中油品的不断增 加 ，压力 随之升高 ，油气不断 地 被挤 出罐外。该 阶段油气排 放量相对 较大。油 库 油气 回收主要针对此阶段的油气进行收集和处理。 1 油气 回收技术 常用的油气 回收技术 主要有吸收法、吸附法 、 冷凝法 、膜分 离法 、氧化燃烧 法 、组 合法 等， 目 前 国外最常用的是活性炭吸附法和冷凝法 】 J 。 吸附法油气 回收技术是 目前广泛采 用的技术 之一。吸附分离 过程 是利用混合物 中各 组分与 吸 附剂间结合力强弱 的差别 ，即在 吸附剂与流体相 间分配不 同的性质 ，使混合物 中难 吸附与易 吸附 组分分离 ，其特 点是合适 的吸附剂对各组分 的吸 附可以有很 高的选 择性。该法利 用吸附剂与烃分 子的亲和作用 吸附烃分子 ，不吸附 空气 ，从而达 到分离 目的 。 目前油气 回收工艺 中应用 的吸附剂几乎都 为 活性炭。活性 炭吸附法 的主要优 点是汽油组分 的 回收率高，尾气排放浓度低 ，一次性投资费用低 ； 缺点是吸附热大 ，短 时间 内热量 不容易散发 ，可 能导致床层过热而 自燃 ，因此需要对床层 的温度 进行严格控制 ，而吸附率会随着温度上升而降低 ， 这些缺点对活性炭吸附 回收法 的推广使 用产生一 定的影响。 新型油气 回收设 备 的吸 附剂是采用活性炭加 硅胶的形式。油气 回收装置 的吸 附塔 内，采用 下 层填充疏水性 硅胶 、上层填充 活性炭 的双层填 充 方式 。该填充方法充分发挥了两种 吸附剂的优 势， 弥补了彼此缺 陷，原料气体 的高浓度 部分 ，采 用 在高浓度 领域吸附量更大 、不易产生 吸附热 的疏 水性硅胶进行 吸附 ；而低 浓度部分 ，采用低 浓度 领域吸附量大的活性炭进行 吸附 ，同时由于油气 通过硅胶吸附层后 ，油气 浓度 降低很多 ，活性炭 吸附层也不再产生大量 吸附热。避免 了吸附塔 内 出现的急剧升温现象 ，有效提高了装置的安全性。 根据原料废气 的温度 变化 ，吸 附层 工作 温度会发 生相 应 变动 ，正常 工作 温度 可控 制 在 3 5～4 5 C 之 间 。 由于活性炭 的 比热容 小 ，导 热性差 ，当大量 热生产时容 易聚积并产生高温 ，在活性炭 的微 孔 中，因为高温易使油气 中不饱 和烃及硫等杂质 发 生氧化 催化 、炭化 、焦化 、聚合反应 ，堵住活 性炭有效微孑 L ，降低活性炭 活性 吸附表面积 ，甚 至容易引起 活性 炭微观结构发生 坍塌 ，导致 活性 炭粉末化 ，从而降低活性炭有 效吸附容量并影 响 陈龙 工程师 。2 0 0 5年毕业于郑州大学过程装备与控制 工程专业 。主要从事油气 回收装置研究。联系电话 1 3 9 8 3 7 5 6 4 3 5 E ma i l c h e n l o n g n a i d e ． c n。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 陈 龙等 活性炭硅胶 吸附法油气回收技术及其应用 4 5 活性炭 的使用寿命 ，因此相对 于纯活性 炭工艺而 言 ，此工艺方法 是使用强度 高 、比热容大 、导热 快的硅胶吸附高浓度 的油气 ，仅将低浓度气 体交 由活性炭处理 ，大幅降低了活性炭床层 的吸附热 ， 从而减轻了活性炭 的吸附／ 解吸的工作强度 ，延长 了活性炭吸附剂 的寿命。 硅胶和活性炭的性能特点见表 1 。 表 1 硅胶和活性炭的特性 2 油气 回收工艺流程 本项 目油气回收装置 的运转流程 主要 由吸附 、 解吸 、均压和 回收 4个工序组成。油气 回收工艺流 程 见 图 1 。 以杭州某 油库 的油 气 回收装 置为例 ，采 用本 公司活性炭硅胶 吸附法油气 回收处理装置 ，处理 能力为 2 0 0 r n ／ h 。 自2 0 1 2年 6月开始投用 以来 ， 连续工作 2年以上 ，运行平稳， 经环保部门检测， 排 放的尾气中非 甲烷总烃浓度小于 2 5 g ／ i n ， 符合国家 相关标准及环保要求 ，而且油气 回收率大于 9 9 ％。 上 接 第 2 7页 焊弯 头。每段 夹套 管之 间 ，在规 定 长度 范 围 内， 热媒介质可采用跨接 管进行 串联 。跨接管 的管 口 方位设置应 按 照下 列原 则 热媒 介 质为 汽态 时 ， 应高进 低 出；热媒 介质 为 液态 时 ，应 低进 高 出。 跨接管的设 计应 使 排放 流 畅 ，防止积 液 和堵 塞。 配管时应考虑跨接 管的安装空 间，管道 间距应 适 当加大 7 结语 在诸多伴 热方法 中，夹套管伴 热有 明显 的优 势 物料加热均 匀 ，无局 部过热现 象。但夹 套管 的设计和施工较为复杂 ，对施工人员的水平要求较 图 1 油气 回收工艺流程图 综合来看 ，环保及经济效益明显 。 3 应 用建议 虽然活性 炭硅胶双层填充 法增加 了吸附剂的 使用寿命 ，但 仍需定期对油气 回收装置 内的吸附 剂进行检测 ，以保证装置性能的长期有效。 参考文献 1 李汉勇 ，宫敬 ，陈家庆．油气 回收技术 [ M] ．北京 化 学工业 出版社 ，2 0 0 7 ． 2 刘静 ，李 自力 ，孙云峰 ，鲁彦伯． 国内外油气 回收技术 的研究进展 [ J ] ．油气储运 ，2 0 1 0 ，2 9 1 0 ． 3 任海军 ．活性炭吸附法油气 回收技术及其应 用 [ J ] ．环境 保护 ，2 0 1 1 ，2 0 4 ． 4 张宏 ，孙禾．活性炭吸 附法 油气 回收系统在石 油库 的 应用 [ J ] ．安全 、健康和环境 ，2 0 0 4，4 7 ． 5 孙宜权 ．浅谈 油 气 回收 系 统工 作 原 理 [ J ] ． 工业 技 术 ， 2 01 4， 1 8． 6 吴剑 ，邹敏． 油气 回收 技术 的研 究进 展 与发 展 趋势 [ J ] ．环境科技 ，2 0 1 0 ，2 3 1 修改回稿 2 0 1 5 0 2 0 9 高，容错率较小 ，施工周期 较长。这 就要求设 计 人员遵循设计原则进 行设计 ，以求达到最佳伴 热 效果的同时尽可 能减少设计变更 ，以免造成施 工 经济损失。 参考文献 1 胡洁．夹套 管 的配 管设 计研 究[ J ] ． 中 国化 工 贸易 ， 2 0 1 3 7 1 1 4 ． 2陈 慧 文 ，刘 雨 民． 夹 套 管 的配 管 设 计 及 管 件 选 用 原 则 [ J ] ．炼油与化工 ，2 0 0 7 ． 1 8 1 3 73 9 ． 3 孙文强 ，孙光磊．夹套管道施工 技术与工艺[ J ] ．石油化 工建设 ，2 0 0 9 3 6 7 6 8 ． 收稿 日期 2 0 1 5一 O 1 2 8 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m